ES2978133T3 - Volumetric flow regulator with integrated air quality sensor - Google Patents
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Abstract
Un controlador de caudal volumétrico (1) para ajustar una válvula de control (2) que está montada de forma móvil dentro de un canal de flujo (3) comprende: un canal de medición (7), que tiene una entrada de canal (7a) y una salida de canal (7b) para conectarse al canal de flujo (3) para formar un canal de derivación separado que se deriva del canal de flujo (3); un sensor de presión diferencial (5), que está dispuesto en el canal de medición (7) y está previsto para medir una presión diferencial presente en el canal de flujo (3) y para emitir una señal de medición eléctrica correspondiente; una unidad de control (6) para controlar eléctricamente un accionamiento de válvula (4) de acuerdo con la señal de medición eléctrica emitida por el sensor de presión diferencial (5), para establecer un caudal volumétrico de referencia en el canal de flujo (3); y, de acuerdo con la invención, un sensor de calidad del aire (8), que está dispuesto en el canal de medición (7) y está previsto para medir la calidad del aire presente en el canal de flujo (3) y para emitir una señal de medición eléctrica correspondiente. La unidad de control (6) está diseñada para controlar eléctricamente el accionamiento de la trampilla (4) también en dependencia de la señal de medición eléctrica emitida por al menos un sensor de calidad del aire (8). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A volumetric flow controller (1) for adjusting a control valve (2) which is movably mounted within a flow channel (3) comprises: a measuring channel (7), which has a channel inlet (7a) and a channel outlet (7b) for connecting to the flow channel (3) to form a separate bypass channel branching off from the flow channel (3); a differential pressure sensor (5), which is arranged in the measuring channel (7) and is provided for measuring a differential pressure present in the flow channel (3) and for outputting a corresponding electrical measurement signal; a control unit (6) for electrically controlling a valve actuator (4) in accordance with the electrical measurement signal output by the differential pressure sensor (5), for establishing a reference volumetric flow rate in the flow channel (3); and, according to the invention, an air quality sensor (8), which is arranged in the measuring channel (7) and is intended to measure the quality of the air present in the flow channel (3) and to output a corresponding electrical measurement signal. The control unit (6) is designed to electrically control the actuation of the flap (4) also in dependence on the electrical measurement signal output by at least one air quality sensor (8). (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Regulador de flujo volumétrico con sensor de calidad del aire integrado Volumetric flow regulator with integrated air quality sensor
La presente invención se refiere a una disposición con un canal de flujo, con una válvula de mariposa, que está montada de manera móvil en el interior del canal de flujo, y con un regulador de flujo volumétrico, en particular para instalaciones técnicas de aire acondicionado y de ventilación, para ajustar la válvula de mariposa. The present invention relates to an arrangement with a flow channel, with a butterfly valve, which is movably mounted inside the flow channel, and with a volumetric flow regulator, in particular for technical air conditioning and ventilation installations, for adjusting the butterfly valve.
Una disposición de este tipo con un regulador de flujo volumétrico se conoce, por ejemplo, por el documento WO 2013/123617 A1. Such an arrangement with a volumetric flow regulator is known, for example, from WO 2013/123617 A1.
Los reguladores de flujo volumétrico sirven para ajustar un flujo volumétrico a través de un canal de flujo en instalaciones técnicas de aire acondicionado y de ventilación. A través de un sensor de presión diferencial se determina una diferencia de presión en el canal de flujo y a partir de ello se determina un valor real. Este se compara con un valor teórico almacenado en un equipo de regulación. En caso de una desviación, el equipo de regulación ajusta una válvula de mariposa prevista en el canal de flujo para ajustar así correspondientemente el flujo volumétrico entre un flujo volumétrico mínimo y máximo admisible. Volumetric flow controllers are used to regulate a volumetric flow through a flow channel in air conditioning and ventilation systems. A pressure difference in the flow channel is detected using a differential pressure sensor and an actual value is determined from this. This is compared with a setpoint value stored in a control unit. In the event of a deviation, the control unit adjusts a butterfly valve provided in the flow channel to adjust the volumetric flow accordingly between a minimum and maximum permissible volumetric flow.
El regulador de flujo volumétrico conocido por el documento WO 2013/123617 A1 presenta un sensor de temperatura y/o un sensor de presión, cuyos valores de medición se tienen en cuenta durante un proceso de calibración o durante el modo de funcionamiento. Un regulador de flujo volumétrico similar se conoce también por el documento EP 1950 508 A2. The volumetric flow controller known from WO 2013/123617 A1 has a temperature sensor and/or a pressure sensor, the measured values of which are taken into account during a calibration process or during the operating mode. A similar volumetric flow controller is also known from EP 1950 508 A2.
Por el contrario, el objetivo de la presente invención es ampliar el cambio de aplicación del regulador de flujo volumétrico en el caso de una disposición del tipo mencionado al principio. On the contrary, the aim of the present invention is to extend the change of application of the volumetric flow regulator in the case of an arrangement of the type mentioned at the beginning.
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante una disposición con las características de la reivindicación 1. This objective is achieved according to the invention by an arrangement with the features of claim 1.
La invención también se refiere a una disposición de acuerdo con la reivindicación 1. En particular, de acuerdo con la invención, además del sensor de presión diferencial, en el regulador de flujo volumétrico está dispuesto también un sensor de calidad del aire, tal como, por ejemplo, un sensor de CO<2>o sensor de COV (Compuestos Orgánicos Volátiles). Por ejemplo, en el caso de una concentración de CO2 demasiado alta detectada en el canal de flujo, la unidad de control puede controlar eléctricamente el accionamiento de válvula para cerrar el canal de flujo a través de la válvula de mariposa. A este respecto, en el canal de medición puede estar dispuesto un único sensor de calidad del aire o varios sensores de calidad del aire diferentes. El aire que fluye a través del canal de medición no impacta sobre la superficie de sensor, sino que fluye a lo largo de la superficie de sensor, de modo que los resultados de medición no se falsean por el impacto del aire. The invention also relates to an arrangement according to claim 1. In particular, according to the invention, in addition to the differential pressure sensor, an air quality sensor, such as, for example, a CO2 sensor or a VOC (Volatile Organic Compound) sensor, is also arranged in the volume flow regulator. For example, in the case of a detected CO2 concentration in the flow channel that is too high, the control unit can electrically control the valve drive to close the flow channel via the throttle valve. In this respect, a single air quality sensor or several different air quality sensors can be arranged in the measuring channel. The air flowing through the measuring channel does not impact on the sensor surface, but flows along the sensor surface, so that the measurement results are not distorted by the impact of the air.
Preferentemente, el al menos un sensor de calidad del aire está dispuesto en serie con el sensor de presión diferencial en el canal de medición, en concreto o bien entre entrada de canal y sensor de presión diferencial o bien entre sensor de presión diferencial. Preferably, the at least one air quality sensor is arranged in series with the differential pressure sensor in the measuring channel, in particular either between the channel inlet and the differential pressure sensor or between the differential pressure sensors.
De manera especialmente preferente, el canal de medición presenta en una sección de canal de medición recta una escotadura de pared, en la que está dispuesto y sellado mediante una junta el al menos un sensor de calidad del aire. Particularly preferably, the measuring channel has a wall recess in a straight measuring channel section, in which the at least one air quality sensor is arranged and sealed by means of a seal.
Otras ventajas de la invención resultan de la descripción y del dibujo. Del mismo modo, las características anteriormente mencionadas y las expuestas a continuación pueden utilizarse respectivamente de manera individual o colectiva en cualquier combinación. La forma de realización mostrada y descrita no ha de entenderse como una enumeración exhaustiva, sino que tiene, más bien, un carácter a modo de ejemplo para ilustrar la invención. Other advantages of the invention are apparent from the description and the drawing. Likewise, the above-mentioned and below-mentioned features may be used individually or collectively in any combination. The embodiment shown and described is not to be understood as an exhaustive enumeration, but rather has an exemplary character to illustrate the invention.
Muestran: They show:
la figura 1 una vista en perspectiva de un regulador de flujo volumétrico de una disposición de acuerdo con la invención; Figure 1 is a perspective view of a volumetric flow regulator of an arrangement according to the invention;
la figura 2 esquemáticamente el funcionamiento interno del regulador de flujo volumétrico de la figura 1 conectado a un canal de flujo; Figure 2 schematically shows the internal operation of the volumetric flow regulator of Figure 1 connected to a flow channel;
la figura 3 un sistema de sensores del regulador de flujo volumétrico; Figure 3 shows a sensor system of the volumetric flow regulator;
la figura 4 un sensor de calidad del aire del sistema de sensores mostrado en la figura 3; y Figure 4 shows an air quality sensor of the sensor system shown in Figure 3; and
la figura 5 una sección longitudinal del sistema de sensores mostrado en la figura 4. Figure 5 a longitudinal section of the sensor system shown in Figure 4.
El regulador de flujo volumétrico 1 mostrado en las figuras 1 y 2 sirve para ajustar un flujo volumétrico en instalaciones técnicas de aire acondicionado y de ventilación mediante una válvula de mariposa 2, que está montada de manera pivotante en el interior de un canal de flujo 3. The volumetric flow regulator 1 shown in Figures 1 and 2 is used to adjust a volumetric flow in technical air conditioning and ventilation systems by means of a butterfly valve 2, which is pivotally mounted inside a flow channel 3.
Para ello, el regulador de flujo volumétrico 1 comprende un accionamiento de trampilla (por ejemplo, un motor con engranaje reductor) 4 para pivotar la válvula de mariposa 2, un sensor de presión diferencial 5 para medir una presión diferencial que prevalece en el canal de flujo 3 y una unidad de regulación 6 que controla eléctricamente el accionamiento de válvula 4 dependiendo de la presión medida por el sensor de presión diferencial 5, es decir, dependiendo de la señal de medición de presión diferencial eléctrica emitida por el sensor de presión diferencial 5, para ajustar un flujo volumétrico teórico en el canal de flujo 3. Como se muestra, el regulador de flujo volumétrico 1 puede presentar ventajosamente también el accionamiento de válvula 4. For this purpose, the volumetric flow regulator 1 comprises a flap drive (e.g. a motor with reduction gear) 4 for pivoting the throttle valve 2, a differential pressure sensor 5 for measuring a differential pressure prevailing in the flow channel 3 and a regulating unit 6 which electrically controls the valve drive 4 as a function of the pressure measured by the differential pressure sensor 5, i.e. as a function of the electrical differential pressure measurement signal output by the differential pressure sensor 5, in order to set a target volumetric flow in the flow channel 3. As shown, the volumetric flow regulator 1 can advantageously also have the valve drive 4.
El sensor de presión diferencial 5 está dispuesto en un canal de medición 7 en este caso, a modo de ejemplo, en forma de U, que está conectado al canal de flujo 3 por un extremo con una entrada de canal 7a y por el otro extremo con una salida de canal 7b y forma así un canal de derivación separado que se ramifica desde el canal de flujo 3. En el canal de medición 7 está dispuesto además un sensor de calidad del aire 8 para medir una calidad del aire que prevalece en el canal de flujo 3. Preferentemente el sensor de calidad del aire 8 es un sensor de CO<2>o un sensor de COV. Dependiendo de la calidad del aire medida por el sensor de calidad del aire 8, es decir, dependiendo de la señal de medición eléctrica emitida por el sensor de calidad del aire 8, la unidad de regulación 6 controla eléctricamente el accionamiento de válvula 4 para liberar o cerrar correspondientemente el canal de flujo 3. Como se muestra, el sensor de calidad del aire 8 está dispuesto preferentemente en serie con el sensor de presión diferencial 5, en este caso por ejemplo entre entrada de canal 7a y sensor de presión diferencial 5. Alternativamente, el sensor de calidad del aire 8 también puede estar dispuesto en el canal de medición 7 entre sensor de presión diferencial 5 y salida de canal 7b. The differential pressure sensor 5 is arranged in a measuring channel 7, for example in the shape of a U, which is connected to the flow channel 3 at one end with a channel inlet 7a and at the other end with a channel outlet 7b and thus forms a separate branch channel branching off from the flow channel 3. An air quality sensor 8 is also arranged in the measuring channel 7 for measuring the air quality prevailing in the flow channel 3. The air quality sensor 8 is preferably a CO<2> sensor or a VOC sensor. Depending on the air quality measured by the air quality sensor 8, i.e. depending on the electrical measurement signal output by the air quality sensor 8, the control unit 6 electrically controls the valve drive 4 to correspondingly release or close the flow channel 3. As shown, the air quality sensor 8 is preferably arranged in series with the differential pressure sensor 5, in this case for example between channel inlet 7a and differential pressure sensor 5. Alternatively, the air quality sensor 8 can also be arranged in the measuring channel 7 between differential pressure sensor 5 and channel outlet 7b.
Como se muestra en la figura 3, el canal de medición 7, incluyendo la entrada de canal 7a y la salida de canal 7b, está diseñado como una parte de cubierta separada 9 (por ejemplo, de plástico), que está fijada en una abertura de una carcasa de regulador 10 (figura 1). La parte de cubierta 9 presenta una placa de cubierta 11 que cierra la abertura de la carcasa de regulador 10. La entrada de canal 7a y la salida de canal 7b se encuentran en forma de piezas de conexión en el lado exterior de la parte de cubierta 9, mientras que el canal de medición 7 junto con los sensores de presión diferencial y de calidad del aire 5, 8 se encuentran en el interior de la pieza de cubierta 9. La pieza de cubierta 9 presenta varios pasadores de bloqueo 12 con los que está fijada la pieza de cubierta 9 a una placa de circuito impreso 13 (figura 1) de la unidad de regulación 6, concretamente con conexión eléctrica simultánea del sensor de presión diferencial 5 a la placa de circuito impreso 13. As shown in Fig. 3, the measuring channel 7, including the channel inlet 7a and the channel outlet 7b, is designed as a separate cover part 9 (for example made of plastic), which is fixed in an opening of a controller housing 10 (Fig. 1). The cover part 9 has a cover plate 11 which closes the opening of the controller housing 10. The channel inlet 7a and the channel outlet 7b are located in the form of connecting pieces on the outside of the cover part 9, while the measuring channel 7 together with the differential pressure and air quality sensors 5, 8 are located on the inside of the cover part 9. The cover part 9 has several locking pins 12 with which the cover part 9 is fixed to a printed circuit board 13 (Fig. 1) of the controller unit 6, namely with simultaneous electrical connection of the differential pressure sensor 5 to the printed circuit board 13.
Como se muestra en la figura 4, el canal de medición 7 presenta en una sección de canal de medición recta una escotadura de pared 14, en la que está dispuesto el sensor de calidad del aire 8 y sellado mediante una junta 15. Una superficie de sensor 16 del sensor de calidad del aire 8 discurre en el canal de medición 7 en paralelo o casi en paralelo a la dirección de flujo del aire que fluye pasando por la superficie de sensor 16, de modo que el aire que fluye a través del canal de medición 7 no incide sobre la superficie de sensor 16, sino que fluye a lo largo del mismo, preferentemente en paralelo. El sensor de calidad del aire 8 está fijado eléctricamente a una placa de circuito impreso adicional 17, que a su vez está conectada eléctricamente a la placa de circuito impreso 13, por ejemplo mediante un cable corto. As shown in Figure 4, the measuring channel 7 has a wall recess 14 in a straight measuring channel section, in which the air quality sensor 8 is arranged and sealed by a seal 15. A sensor surface 16 of the air quality sensor 8 runs in the measuring channel 7 parallel or almost parallel to the flow direction of the air flowing past the sensor surface 16, so that the air flowing through the measuring channel 7 does not strike the sensor surface 16, but flows along it, preferably in parallel. The air quality sensor 8 is electrically fastened to an additional printed circuit board 17, which in turn is electrically connected to the printed circuit board 13, for example by a short cable.
En la figura 5 se muestra de nuevo en sección longitudinal la disposición sellada del sensor de calidad del aire 8 en la escotadura de pared 14 del canal de medición 7. Figure 5 again shows a longitudinal section of the sealed arrangement of the air quality sensor 8 in the wall recess 14 of the measuring channel 7.
En lugar del sensor de calidad del aire mostrado, como alternativa se pueden disponer en el canal de medición 7 varios sensores de calidad del aire diferentes, por ejemplo un sensor de CO2 y un sensor de COV, y conectarse a la unidad de regulación 6. Instead of the air quality sensor shown, several different air quality sensors, for example a CO2 sensor and a VOC sensor, can alternatively be arranged in the measuring channel 7 and connected to the control unit 6.
Como se muestra en la figura 3, el canal de medición 7, incluyendo la entrada de canal 7a y la salida de canal 7b, está diseñado como una parte de cubierta separada 9 (por ejemplo, de plástico), que está fijada en una abertura de una carcasa de regulador 10 (figura 1). La parte de cubierta 9 presenta una placa de cubierta 11 que cierra la abertura de la carcasa de regulador 10. La entrada de canal 7a y la salida de canal 7b se encuentran en forma de piezas de conexión en el lado exterior de la parte de cubierta 9, mientras que el canal de medición 7 junto con los sensores de presión diferencial y de calidad del aire 5, 8 se encuentran en el interior de la pieza de cubierta 9. La pieza de cubierta 9 presenta varios pasadores de bloqueo 12 con los que está fijada la pieza de cubierta 9 a una placa de circuito impreso 13 (figura 1) de la unidad de regulación 6, concretamente con conexión eléctrica simultánea del sensor de presión diferencial 5 a la placa de circuito impreso 13. As shown in Fig. 3, the measuring channel 7, including the channel inlet 7a and the channel outlet 7b, is designed as a separate cover part 9 (for example made of plastic), which is fixed in an opening of a controller housing 10 (Fig. 1). The cover part 9 has a cover plate 11 which closes the opening of the controller housing 10. The channel inlet 7a and the channel outlet 7b are located in the form of connecting pieces on the outside of the cover part 9, while the measuring channel 7 together with the differential pressure and air quality sensors 5, 8 are located on the inside of the cover part 9. The cover part 9 has several locking pins 12 with which the cover part 9 is fixed to a printed circuit board 13 (Fig. 1) of the controller unit 6, namely with simultaneous electrical connection of the differential pressure sensor 5 to the printed circuit board 13.
Como se muestra en la figura 4, el canal de medición 7 presenta en una sección de canal de medición recta una escotadura de pared 14, en la que está dispuesto el sensor de calidad del aire 8 y sellado mediante una junta 15. Una superficie de sensor 16 del sensor de calidad del aire 8 discurre en el canal de medición 7 en paralelo o casi en paralelo a la dirección de flujo del aire que fluye pasando por la superficie de sensor 16, de modo que el aire que fluye a través del canal de medición 7 no incide sobre la superficie de sensor 16, sino que fluye a lo largo del mismo, preferentemente en paralelo. El sensor de calidad del aire 8 está fijado eléctricamente a una placa de circuito impreso adicional 17, que a su vez está conectada eléctricamente a la placa de circuito impreso 13, por ejemplo mediante un cable corto. As shown in Figure 4, the measuring channel 7 has a wall recess 14 in a straight measuring channel section, in which the air quality sensor 8 is arranged and sealed by a seal 15. A sensor surface 16 of the air quality sensor 8 runs in the measuring channel 7 parallel or almost parallel to the flow direction of the air flowing past the sensor surface 16, so that the air flowing through the measuring channel 7 does not strike the sensor surface 16, but flows along it, preferably in parallel. The air quality sensor 8 is electrically fastened to an additional printed circuit board 17, which in turn is electrically connected to the printed circuit board 13, for example by a short cable.
En la figura 5 se muestra de nuevo en sección longitudinal la disposición sellada del sensor de calidad del aire 8 en la escotadura de pared 14 del canal de medición 7. Figure 5 again shows a longitudinal section of the sealed arrangement of the air quality sensor 8 in the wall recess 14 of the measuring channel 7.
En lugar del sensor de calidad del aire mostrado, como alternativa se pueden disponer en el canal de medición 7 varios sensores de calidad del aire diferentes, por ejemplo un sensor de CO2 y un sensor de COV, y conectarse a la unidad de regulación 6. Instead of the air quality sensor shown, several different air quality sensors, for example a CO2 sensor and a VOC sensor, can alternatively be arranged in the measuring channel 7 and connected to the control unit 6.
Claims (11)
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